本发明涉及一种搬送微小的物品进行供给的装置。
背景技术
安装于印刷基板(printsubstrate)的电子零件的供给中，利用有卷带式给料器(tapereelfeeder)。其是在合成树脂或纸制的带上以1mm～2mm的间隔形成凹部，将电子零件收容于所述凹部并供给至安装机(mounter)的装置。然而，卷带式给料器存在如下问题：由于带的体积大，故装置变大，以及在使用后带成为废弃物。
针对所述问题，开发出不使用带的散装式给料器(bulkfeeder)。其是将电子零件投入料斗(hopper)，自料斗下部引导至通道(tunnel)状的搬送路径，使电子零件整齐排列成一列，且利用气流向装配机搬送、供给。到达设于搬送路径末端的取出口的电子零件经装配机的拾取管嘴(pick-upnozzle)吸附而依次取出。例如，在专利文献1中记载有如下的散装式给料器：将无规地收纳于盒(cassette)中的方形的芯片(chip)送入通道内，通过对通道的前端部侧(下游侧)进行真空抽吸而搬送芯片。
另外，为了将球栅阵列(ballgridarray，bga)型半导体封装(package)等的电子零件与安装基板电性连接，使用有焊球(solder-ball)。以往，焊球的整齐排列是使用排列有逐个收容焊球的多个孔的整列板。例如，将多个焊球投下至整列板上，通过将橡胶制的刮板(squeegee)在整列板上进行刮擦而使焊球进入孔中且去除多余的焊球，由此可使焊球整齐排列。
此时，使用有整列板的现有方法中，有焊球被咬入刮板与孔的边缘(edge)之间而产生缺口或破裂的情况。此种情况下，有因焊球的体积减少，而电导通特性发生改变的问题。针对所述问题，也考虑使用散装式给料器等逐个供给焊球。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平10-294597号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
然而，根据本发明人们的研究可知，现有的散装式给料器在供给速度的提高方面存在课题。若缩短利用拾取管嘴进行取出的时间间隔(pitch)，则搬送物的取出失败的概率变高。其原因并非搬送本身的速度慢，而是欲自搬送路径的下游端取出的搬送物与后续的搬送物相干涉。即，可知在搬送路径整齐排列而搬送的搬送物依次到达下游端且无间隙地形成列，当取出最前方的一个时，下一搬送物会卡住而妨碍取出。
本发明是考虑所述情况而成，目的在于提供一种搬送微小的物品且能够以高速进行供给的物品供给装置。更详细而言，目的在于提供一种即便是尺寸差距大的微小物品，也能够稳定供给的物品供给装置。
解决课题的技术手段
为了所述目的，本发明的物品供给装置在搬送路径等的下游端仅将最前方的搬送物分离且使其向侧方移动。
本发明的物品供给装置具有对搬送物进行搬送的搬送部以及可动块(block)。而且，所述可动块具备收容部，所述收容部能够于与所述搬送部的下游端连通的接收位置收容一个所述搬送物。而且，所述可动块能够沿与所述搬送物的接收方向交叉的方向进行往返运动，且所述收容部的所述接收位置位于所述往返运动的其中一端，所述收容部的能够交出或取出所述搬送物的交出或取出位置位于所述往返运动的另一端。进而，所述可动块具备防咬入部，所述防咬入部将跟随被收容于所述收容部的所述搬送物而侵入所述收容部内的后续搬送物推回至所述搬送部。
所述防咬入部可伴随所述往返运动的自所述其中一端向所述另一端的移动而与所述后续的搬送物进行面接触并推回至所述搬送部。
优选为所述防咬入部是设置于侧壁的所述搬送部侧的角部的倒角部分，所述侧壁位于所述收容部的所述接收位置侧。
更优选为所述倒角形状为角面。
更优选为所述倒角形状为圆面。
所述物品供给装置也可在所述可动块的可动区域的两端进而包括加减压部，所述可动块能够利用所述加减压部所产生的气压差而往返运动。
所述物品供给装置的所述可动块也可进而包括定位机构，所述定位机构能够对收容于所述收容部的所述搬送物在所述收容部内进行定位。
发明的效果
根据本发明的物品供给装置，可利用可动块自到达搬送部的下游端的搬送物的列仅将最前方的一个以高速分离。如此分离的搬送物可不受后续的搬送物的干涉而利用拾取管嘴取出，或者可同步地导入至另一搬送路径。此处，当搬送物的尺寸小于基准时，后续的搬送物的一部分有时侵入至收容部内。此时，有时发生如下问题：因后续的搬送物咬入可动块与搬送部端之间，可动块的往返运动停止。然而，根据本发明的物品供给装置，可通过将侵入收容部内的后续的搬送物向搬送部的方向推回，而防止所述咬入。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的物品供给装置的使用状态的侧视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的物品供给装置的使用状态的平面图。
图3是本发明的第1实施方式的物品供给装置的沿搬送路径的垂直剖面图。
图4是表示图3的aa剖面的图。
图5是表示图3的bb剖面的图。
图6是表示图5的cc剖面的图。
图7是表示本发明的第1实施方式的物品供给装置的可动块的收容部的放大图。
图8是用于对本发明的第1实施方式的物品供给装置的可动块的动作进行说明的图。
图9是用以说明可动块中发生咬入的情况的图。
图10是用于对本发明的第1实施方式的物品供给装置的防咬入部的动作进行说明的图。
图11是用于对本发明的第2实施方式的物品供给装置的防咬入部的动作进行说明的图。
图12是本发明的第3实施方式的物品供给装置的沿搬送路径的水平剖面图。
图13是本发明的第1实施方式的物品供给装置的可动块的放大平面图。
图14是本发明的第2实施方式的物品供给装置的可动块的放大平面图。
图15是用以说明倒角尺寸的图。
具体实施方式
基于图1～图9，对本发明的第1实施方式的物品供给装置进行说明。再者，为了易于说明，各图的比例尺并不准确，构件间的间隙等被夸张绘制。
图1及图2中，本实施方式的物品供给装置10与料斗70组合而搬送、供给作为搬送物的焊球60。焊球被投入至料斗，自料斗下部被引导至作为供给装置的搬送部的第1搬送路径20。以下在本实施方式中，将“第1搬送路径”简称作“搬送路径”。焊球整齐排列成一列，且利用气流在搬送路径内向下游搬送。焊球利用设置于搬送路径的下游端的可动块30而移动至设置于搬送路径的下游端侧方的取出口50，经拾取管嘴80吸附而取出。
作为搬送物的焊球60具有球形形状。搬送物的大小并未特别限定。然而，在搬送物大的情况下，搬送物彼此的干涉的影响相对变小，从而利用本实施方式的供给装置的意义变小。由此，关于搬送物的大小，直径优选为5mm以下，更优选为2mm以下，特别优选为小于1mm。另一方面，若搬送物过小则装置的加工、制作变得困难，因而搬送物的大小优选为直径10μm以上。焊球的直径多数情况下使用100μm～800μm者。本实施方式的供给装置尤其适合此种大小的焊球的搬送、供给。
图3及图4中，作为本实施方式的搬送部的搬送路径20是利用形成于基底构件23的槽与覆盖所述槽的上表面的覆盖构件22而形成为通道状。通道的剖面形状可为圆形，也可如图4所示那样为矩形。通道的剖面的大小较焊球60稍大。为了高速搬送微小的物品，优选为如所述那样构成侧面及上下表面被限制的封闭系统的搬送路径。
在搬送路径20的上游设有送气部(图6的27)，在下游设有吸气部28。吸气部28形成为与搬送路径20连通，且不通过焊球60。送气部将空气送入搬送路径内。吸气部自搬送路径内抽吸空气。本实施方式的吸气部28自搬送路径的下游端26抽吸搬送路径内的空气。可利用送气部及吸气部而在搬送路径内产生自上游朝向下游的气流。再者，为了产生气流，只要设置搬送路径上游的送气部及搬送路径下游的吸气部中的至少一方即可，此时，在另一方设置通气部即可。另外，在搬送路径长的情况下，也可在搬送路径的中途适当追加设置吸气部与送气部。
图5及图6中，在搬送路径20的下游端26，配置有可动块30。可动块可在水平面内沿与搬送路径呈直角地交叉的方向(图5的左右方向，图6的上下方向)移动，且可在搬送路径下游端与设于搬送路径下游端的侧方的取出口50之间沿直线进行往返运动。在取出口上部的覆盖构件22具有开口，在开口设有可开闭的闸门(shutter)51。可动块30的可动区域34利用由基底构件23与底部构件24所形成的空洞而规定。在可动区域34的两端设有加减压部35、加减压部36。再者，闸门51并非必需，取出口也可始终开放。
如上所述，可动块30的往返运动优选为在水平面内进行。其原因在于，可动块能够以更小的驱动力进行往返运动。另外，可动块的往返运动优选为在与搬送路径呈直角地交叉的方向、即与搬送物的接收方向呈直角地交叉的方向进行。其原因在于，对于相同大小的搬送物，能够缩短收容部的长度，从而能够使可动块更小型。
可动块30在上表面具有可收容一个焊球的槽状的收容部31。如图13所示，收容部31形成于在可动块30的移动方向上排列的两个侧壁91、92之间。位于收容部的接收位置侧的侧壁91的搬送路径20侧(搬送路径下游端26侧)的角部93经倒角加工为圆面形状，以形成防咬入部90。此处，角部被倒角成圆面是指角部带有弧形。弧形的形状并未特别限定，例如角部的倒角部分可为圆柱的侧面的一部分，也可为椭圆柱的侧面的一部分。
回到图5及图6，收容部31为两侧面及上下表面被限制的封闭系统的收容部，因此，即便在将焊球60收容于收容部31的状态下使可动块高速驱动，收容部内的焊球也不会向收容部外飞出而可稳定地移动焊球。当可动块位于往返运动的其中一端(图5的右侧，图6的上侧)时，收容部成为搬送路径20的延长，可将一个到达搬送路径下游端26的焊球接收。将所述状态称为可动块或收容部位于接收位置。
当可动块30位于往返运动的另一端(图5的左侧，图6的下侧)时，收容于收容部31的焊球位于取出口50，将上部的闸门51打开，可利用拾取管嘴取出焊球。将所述状态称为可动块或收容部位于取出位置。
可动块30在相对于上表面的收容部31而与取出口50相反之侧形成有搬送用通气部32。搬送用通气部只要为如下形状即可：当可动块位于取出位置时，将搬送路径下游端26与吸气部28连通，并且可挡住到达搬送路径下游端26的焊球。
可动块30作为焊球的定位机构，具有固定用通气部33，且在收容部31的底面设有固定用通气部的圆形的开口38。固定用通气部与取出口侧的加减压部35连通。由此，通过对固定用通气部33内减压，而可将搬送物固定于开口38。固定用通气部33也可随着自开口38向下方行进，即随着向内部行进而直径变小。例如，固定用通气部的内壁面可形成为自开口38向下方直径变小的研钵状。通过如上所述那样将开口部形成为研钵状等，收容部所接收的焊球被导引至开口，从而以更短时间固定于开口。
图7中，将可动块30的收容部31附近放大而表示。图7a中，当可动块位于接收位置时，收容部31与搬送路径20连通而成为搬送路径的延长，可将一个焊球接收。自开口的中心至收容部的搬送路径侧一端的距离a与焊球的标准半径rs的关系通常为a≤rs。另外，若距离a与焊球的标准半径rs相等，则在混入有较所述标准半径小的焊球的情况下，后续的焊球的前端会进入收容部内，当使可动块向取出位置移动时产生干涉。因此，所述距离a优选为短于焊球的标准半径rs。由此，参照图7b，即便在收容于收容部的焊球61的半径r短于标准半径rs的情况下，后续的焊球62的前端也不会进入收容部内，从而不会妨碍可动块的移动。具体而言，距离a优选为rs×0.99以下，更优选为rs×0.95以下。另一方面，若距离a过短，则所收容的焊球不稳定，因此，距离a优选为rs×0.6以上，更优选为rs×0.7以上。
另外，在收容部31与搬送路径下游端26之间设有间隙g。所述距离a与间隙g之和a+g优选为长于焊球的标准半径rs。由此，参照图7c，即便在收容于收容部的焊球61的半径r大于标准半径rs的情况下，当使可动块向取出位置移动时，所述焊球61也不会卡在搬送路径下游端。具体而言，距离a与间隙g之和a+g优选为rs×1.01以上，更优选为rs×1.05以上。另一方面，若间隙g过大，则有焊球自搬送路径向收容部移动时卡在间隙的情况，因此，间隙g优选为rs×0.3以下，更优选为rs×0.2以下。例如，当g≤rs×0.3时，若a＝rs×0.8则a+g≤rs×1.1，若a＝rs×0.9则a+g≤rs×1.2。若将其以实际的尺寸来说，则例如当标准半径rs＝400μm时，a＝360μm，g＝120μm，a+g＝480μm。
接下来，对本实施方式的可动块的动作进行说明。
图8a中，可动块30位于接收位置。焊球被气流搬送且到达下游端，最前方的焊球61被接收至可动块的收容部31。
然后，图8b中，自取出口侧的加减压部(图5及图6的35)抽吸可动区域(图5的34)内的空气，自搬送路径侧的加减压部(图5及图6的36)向可动区域内送气，由此，可动块30自接收位置向取出位置移动。此时，由于固定用通气部33与加减压部35连通，故收容部内的焊球61被吸附于固定用通气部的开口(图5及图6的38)而固定(定位)于底面。
继而，图8c中，可动块30到达取出位置。焊球61被吸附于固定用通气部的开口。取出口50上部的闸门(图5的51)打开，利用拾取管嘴将焊球61取出。另一方面，搬送路径20经由搬送用通气部32而与吸气部28连通，因此，搬送路径上的焊球朝向下游继续移动，且后续的焊球62被可动块挡住而形成列。
然后，与图8b相反地自搬送路径侧的加减压部(图5及图6的36)抽吸可动区域内的空气，自取出口侧的加减压部(图5及图6的35)向可动区域内送气，由此可动块30自取出位置返回至接收位置(图8a)。
重复进行所述动作，自到达搬送路径的下游端的焊球的列仅将最前方的一个依次分离(分开一个)且使其移动至取出口，由此，可将焊球逐个供给至拾取管嘴。
继而对本实施方式的防咬入部的作用进行说明。
如图7中所说明那样，即便在将较标准半径小的焊球收容至收容部的情况下，也可通过适宜设定收容部的尺寸(图7中的距离a)来防止后续的焊球阻碍到可动块的移动。然而，在混入较标准半径小得多的焊球的情况、或连续搬送来两个较标准半径小的焊球的情况等下，在使可动块移动至取出位置时后续的焊球有时会产生干涉。
图9表示了在无防咬入部的情况下，若连续搬送两个较标准半径小的焊球则有发生咬入的情况。图9a中，后续的焊球62约有三分之一侵入收容部内。在所述状态下，可动块30若欲移动至取出位置，则如图9b所示那样，后述的焊球62会咬入至收容部31的接收位置侧的侧壁91和搬送路径下游端的取出位置侧的侧壁94之间，导致可动块30的动作停止。此时，后述的焊球62在图9b中的点p1处与位于收容部31的接收位置侧的侧壁91的搬送路径侧的角部点接触，以推压可动块30的形式向图9的下方向施力。
继而，在图10中表示了设置有防咬入部90的本实施方式的动作。图10a与图9的情况相同，表示了因连续搬送来两个较标准径小的焊球，后续的焊球62约有三分之一侵入收容部31内的状态。可动块30中，如图13所示，在位于收容部31的接收位置侧的侧壁91的、搬送路径20侧的角部93设置有防咬入部90。
继而，在图10b中，可动块30向取出位置移动(图10的下方向)。此时，后续的焊球62与作为防咬入部90的圆面部分接触，对焊球62施加具备向搬运路径20的方向推回的作用的力(图10中的向左斜下方向的力)。结果，后续的焊球62被推回搬运路径20的方向。
以下，对本实施方式的效果进行说明。
本实施方式的物品供给装置中，如图8所示，利用可动块将在搬送路径下游端形成列的焊球中的最前方的一个焊球61分离且使其移动至取出口，因而，在取出时不存在与后续的焊球62的干涉。结果为，即便缩短取出的间隔，也不易引起失败，且可增多每单位时间的焊球的供给数。
另外，利用防咬入部90的作用，侵入收容部内的后续的焊球被推回搬送路径，从而即便在可动块移动时，焊球也不会被咬入至可动块和搬送部的端部之间。此对尺寸差距大的搬送物而言尤为有益。另外，存在以下优势：虽然在尺寸差距小的高精度零件中，发生此类问题的可能性小，但即便发生连续送来较标准小的焊球之类的异常事态，装置的动作也不会停止而能够进行连续供给。
进而，防咬入部90与后述的焊球以面进行接触，因而也具有减轻因与可动块的接触而对搬送物造成的损伤的效果。
继而，基于图11对本发明的物品供给装置的第2实施方式进行说明。本实施方式与第1实施方式的不同点在于倒角形状为角面。
如图14所示，本实施方式中，位于收容部31的接收位置侧的侧壁91的搬送路径20侧(搬送路径下游端26侧)的角部93被倒角成角面，以形成防咬入部90。此处，对角部进行倾斜切削以将角去除。若倒角的角度θ(角面的法线n与侧壁面91所成的角度)过大，则将焊球推回搬送路径的作用变小。故而，倒角的角度θ优选为70度以下，更优选为50度以下，特别优选为45度以下。另外，若倒角的角度θ过小，则角面与侧壁面的边缘部分和后续的焊球62进行点接触，易对焊球造成损伤。故而，倒角的角度θ优选为20度以上，更优选为40度以上。
图11中，即便因连续搬送来两个较标准半径小的焊球，后续的焊球62约有三分之一侵入收容部31内，伴随可动块30向取出位置(向图11的下方向)的移动，后续的焊球62与作为防咬入部90的角面部分接触，对焊球62施加具备向搬运路径20的方向推回的作用的力(图11中的向左斜下方向的力)。结果，后续的焊球62被推回搬运路径20的方向。
继而，基于图12对本发明的物品供给装置的第3实施方式进行说明。
图12中，本实施方式的物品供给装置11并排设置有多个第1搬送路径20。而且，本实施方式与第1实施方式的不同点在于：在可动块30的上方无取出口，搬送物进而由可动块交出至第2搬送路径。
第2搬送路径40在相对于可动块30而与第1搬送路径20相反之侧，以与第1搬送路径为相同数量、相同间隔地并排设置。另外，第2搬送路径以各第2搬送路径向上游侧的延长位于第1搬送路径彼此之间的方式在宽度方向上与第1搬送路径交错配置。
可动块30在接收位置上，将搬送物自第1搬送路径的下游端26接收至收容部31。继而，可动块在往返运动的另一端，将收容部内的搬送物交出至第2搬送路径的上游端46。将所述状态称为可动块或收容部位于交出位置。搬送物通过第2搬送路径进一步向下游搬送。
防咬入部分别设置在多个收容部，且各防咬入部为设于侧壁的第1搬送路径侧的角部的倒角部分，所述侧壁位于各收容部的接收位置侧。
其他各部的构造、功能与第1实施方式相同。另外，利用可能块自各搬送路径的最前方分离一个搬送物所产生的效果、利用固定用通气部在各收容部内固定搬送物所产生的效果及利用防咬入部将后续的搬送物推回至第1搬送路径的效果与第1实施方式相同。
根据本实施方式的物品供给装置11，在并排的第1搬送路径中搬送来的搬送物暂时收容至可动块，继而一起导入至第2搬送路径。如此，可利用可动块同步地将搬送物供给至下一步骤。
本发明并不限于所述实施方式，可在其技术思想的范围内进行多种变形。
例如，搬送物并不限于焊球，也可为微小轴承(bearing)用的珠或液晶显示面板(liquidcrystaldisplaypanel)用的间隔物(spacer)等其他物品。另外，搬送物的形状并不限于球状，可将本发明的物品供给装置适宜用于旋转椭圆体等的下表面为凸出的形状的微小物品。再者，当搬送物并非球状时，所述距离a及间隙g可设定相对于与搬送物的收容部底面平行的最大半径r′为优选的值。另外，搬送物也可为多层陶瓷电容器(multi-layerceramiccapacitors，mlcc)之类的大致长方体形状。
另外，例如防咬入部的形状不限于圆面或角面，只要为能够对将侵入收容部的后续的搬送物向搬送路径推回的方向施加力的形状即可。
另外，防咬入部的倒角形状的尺寸并无特别限定，只要基于搬送物的尺寸与收容部的侧壁面的尺寸适宜设计即可。参照图15，若将倒角部分的收容部侧的一边的尺寸c(以下，称作“倒角尺寸”)设置得大，则与之相应，侧壁91的平面部分变小。若侧壁91的平面部分变得过小，则在使可动块移动时，无法稳定地将收容于收容部的最前方的搬送物推至取出位置侧。故而，倒角尺寸c优选为收容部的接收方向的宽度w的40％以下。另外，若倒角尺寸过小，则倒角部分与侧壁面的边缘部分和后续的焊球62进行点接触，易对焊球造成损伤。故而，倒角尺寸c优选为收容部的接收方向的宽度w的20％以上。
符号的说明
10、11：物品供给装置
20：搬送路径(第1搬送路径、搬送部)
22：覆盖构件
23：基底构件
24：底部构件
26：搬送路径下游端
27：送气部
28：吸气部
30：可动块
31：收容部
32：搬送用通气部
33：固定用通气部
34：可动区域
35：取出口侧的加减压部
36：搬送路径侧的加减压部
38：固定用通气部的开口
40：第2搬送路径
46：第2搬送路径的上游端
47：送气部
50：取出口
51：闸门
60、61、62：焊球(搬送物)
70：料斗
80：拾取管嘴
90：防咬入部
91：接收位置侧的侧壁
92：交出或取出位置侧的侧壁
93：接收位置侧的侧壁的搬送部侧的角部
94：搬送路径下游端的取出位置侧的侧壁